本发明公开了一种γ、中子双射线能谱测量装置及测量方法，利用一种闪烁晶体同时对γ射线和中子敏感的特性，通过粒子甄别将γ射线信号和中子信号区分，分别对两种信号进行脉冲幅度分析，得到γ沉积谱和中子沉积谱；γ射线在闪烁晶体中具有峰响应，γ沉积谱即为测量的γ射线能谱；而中子在闪烁晶体中是连续响应，中子能谱则通过单能中子的响应矩阵与中子沉积谱最小二乘求解。最后通过能谱数据分析，识别关键核素并计算其含量，计算γ剂量和中子剂量。本发明有效提高了混合辐射场测量的仪器便携性，并避免了γ射线与中子的相互干扰。